顯微鏡下觀察到的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)及信號(hào)活動(dòng)
顯微鏡下的神經(jīng)元
光學(xué)顯微鏡可以觀察到神經(jīng)細(xì)胞嗎？答案是可以，而且還是主流方案，因?yàn)楣鈱W(xué)顯微鏡才適合做活細(xì)胞動(dòng)態(tài)觀察，尤其基于光學(xué)顯微鏡的熒光觀察，還是神經(jīng)元研究的主流配置，好的配置甚至可以直接看到神經(jīng)元信號(hào)活動(dòng)，比如味覺也是一種神經(jīng)元信號(hào)。
神經(jīng)元簡(jiǎn)介
神經(jīng)元結(jié)構(gòu)圖
神經(jīng)元又稱神經(jīng)細(xì)胞，是神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。
神經(jīng)元結(jié)構(gòu)分為細(xì)胞體和突起兩部分：細(xì)胞體是信息整合和處理集中處，由細(xì)胞核、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)組成，包含尼氏體等結(jié)構(gòu)；突起是信號(hào)傳輸末梢，分為樹突和軸突，樹突起始粗分支細(xì)，負(fù)責(zé)傳入，可能有多個(gè)，軸突相對(duì)細(xì)且均一，負(fù)責(zé)傳出，只有一個(gè)。
·科教應(yīng)用：明場(chǎng)+染色觀察
明場(chǎng)下的染色神經(jīng)元
和其他各種細(xì)胞一樣，神經(jīng)元幾乎是透明的，不能直接用明場(chǎng)觀察，為了滿足科教等應(yīng)用，可以用姬姆薩染色法等方式將神經(jīng)元處理成染色樣品，以便生物顯微鏡進(jìn)行明場(chǎng)觀察。
但這些處理會(huì)影響細(xì)胞活性，不適合動(dòng)態(tài)觀察。
·動(dòng)態(tài)觀察應(yīng)用：相襯觀察
相襯觀察的神經(jīng)元
相襯觀察是觀察神經(jīng)元生長(zhǎng)和遷移的常用方案，因?yàn)檫@種觀察方式不需要染色，對(duì)細(xì)胞活性非常友好，適合長(zhǎng)時(shí)間成像，比如通過(guò)時(shí)延拍攝或長(zhǎng)時(shí)間視頻，記錄神經(jīng)元的生長(zhǎng)和遷移。
倒置顯微鏡適合相襯觀察
倒置顯微鏡通常配備相襯環(huán)和相襯物鏡，可以進(jìn)行相襯觀察，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)皿有更好的支持，因此是神經(jīng)元觀察的常用方案。
·科研級(jí)應(yīng)用：熒光觀察
熒光觀察下的神經(jīng)元
倒置熒光顯微鏡是神經(jīng)元相關(guān)研究的常用設(shè)備，利用活細(xì)胞示蹤劑等熒光特異性染色，不僅可以標(biāo)記出肌動(dòng)蛋白絲等亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，還能對(duì)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、遷移等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
電生理研究用倒置熒光顯微鏡
使用倒置熒光顯微鏡的另一個(gè)好處是，樣本上方有較大的操作空間，可以加上膜片鉗等設(shè)備，以進(jìn)行電生理研究。
熒光觀察下的神經(jīng)元
熒光觀察下，高亮的特異性熒光和黑色的背景有很高的對(duì)比度，是神經(jīng)元相關(guān)論文研究的理想配圖。常見的研究對(duì)象包括小鼠、果蠅和斑馬魚等。
神經(jīng)元熒光成像
染料選擇方面，U通道的染料通常有細(xì)胞毒性，而且紫外線激發(fā)也有光毒性，因此神經(jīng)元相關(guān)研究一般用B通道和G通道等細(xì)胞毒性和光毒性更低的方案，兩個(gè)通道合成后，熒光重疊的部分會(huì)呈現(xiàn)出黃色熒光。
斑馬魚神經(jīng)元信號(hào)
如果使用光片熒光顯微鏡、神經(jīng)元鈣例子成像等技術(shù)，我們甚至可以觀察斑馬魚等透明活體目標(biāo)的神經(jīng)元信號(hào)活動(dòng)，當(dāng)信號(hào)傳遞時(shí)，可以觀察到熒光在水平切面的亮起、傳遞、熄滅，有如煙花在夜空綻放，非常震撼。
如果你想看神經(jīng)元，建議還是選擇倒置熒光顯微鏡，既可以用相襯動(dòng)態(tài)觀察活細(xì)胞，也可以熒光標(biāo)記觀察各種想研究的細(xì)節(jié)，還能加上各種配件做成電生理平臺(tái)。人類的感覺、思考和記憶，無(wú)一例外都跟神經(jīng)元有緊密關(guān)系，研究神經(jīng)元是腦科學(xué)的一大方向，光片熒光顯微鏡、TIRF全內(nèi)反射熒光顯微鏡、機(jī)器學(xué)習(xí)等新科技也在這個(gè)前沿科學(xué)中嶄露頭角，這是個(gè)非常有潛力、有意思的課題。
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熒光顯微鏡科普小知識(shí)：
熒光顯微鏡(Fluorescence microscope) 是以紫外線為光源，用以照射被檢物體，使之發(fā)出熒光，然后在顯微鏡下觀察物體的形狀及其所在位置。熒光顯微鏡用于研究細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸、化學(xué)物質(zhì)的分布及定位等。
